一、真正的磁矩：物理电流的旋转产生的矢量

在自然（经典或半经典）物理图像中，磁矩（μ）的定义根植于电流分布的空间旋转结构： μ = 1/2 ∫ r × J(r) d³r

它是一个可观测的、具有方向的物理量：

• 它来自真实的电荷流动；

• 它能产生磁场，与外磁场相互作用；

• 它有确定的几何方向，与角动量耦合。

因此，磁矩的存在必然要求物质具有内部旋转结构。没有空间分布与旋转，就不可能有磁矩。

二、在量子场论中，“磁矩”失去了物理起源

在 QFT 中，电子被视为点粒子、狄拉克场的激发： L = ψ̄(iγ^μ D_μ - m)ψ这里没有任何关于电荷分布、旋转或流动的概念。自旋仅仅是（γ）-矩阵表示下的代数性质，而非空间运动。电子的磁矩被定义为： μ = g (eħ)/(2m) S其中：

（S）是自旋算符（抽象的代数矢量）；

（g）是经验校正（QED 的高阶修正项）。

• 在这种定义下：

• 没有物理电流；

• 没有真实旋转；

• “方向”只是算符的本征态标签。

于是我们得到的磁矩是一个数学上的伪矢量（pseudo-vector），而非真实电流的矩。

它是一个“计算上存在、物理上缺席”的对象。换句话说：它不是产生磁场的源，而是参数化磁相互作用的符号。

三、形式自洽 ≠ 物理实在

QED 的成功往往被用来“验证”这种定义的正确性，因为理论预言的 g 值极其精确地吻合实验： g/2 = 1 + α/(2π) + ...但这种“精确”，并不代表物理图像正确。它只是说明这个数学形式在数值上自洽，而不是物理上真实。这是一种“被抽象化的成功”：

• 自旋没有空间旋转；

• 磁矩没有物理流；

• g 因子变成了代数微调；

• 然后“匹配实验”被误当作“解释自然”。

  从实在论的角度看，这样的磁矩不过是“代数符号下的阴影”——

它计算上有效，但失去了产生它的物理机制。

四、规范场理论的补偿：让假磁矩“看起来像真的”

由于 QFT 的自旋与磁矩都脱离了物理几何，为了维持与实验的对应，只能引入新的层层补偿：

规范场（A_μ）：作为局域相位旋转的补偿，模仿磁相互作用；

• 协变导数（D_μ）：保证形式上的方向耦合；

• 重整化常数与 g 因子：调节理论与实验间的差距。

结果是：

理论中的“磁矩”不再是物理流的结果，而是群表示下的代数伪矢量；

• “磁场相互作用”只是协变导数的交叉项；

• 磁矩效应只是费曼图高阶项的修正形式。

• 于是物理实在被数学形式取代：

• 真磁矩消失了，但假磁矩“计算得很好”。

五、实在/自然量子论的视角：磁矩应当重新物理化

在“自然量子论”框架下：

电子是一个具有有限尺度（康普顿波长）的旋转电荷分布；

• 其磁矩由内部电流环自然产生；

• 角动量和磁能守恒是几何关系，不需要 g 因子修补；

  自旋-轨道耦合、塞曼效应等都从真实旋转耦合导出。

• 于是：

磁矩是真实的空间向量；

• 自旋是物理旋转；

• 磁场作用来自真实电流与场的相互作用；

• 无需“规范场补偿”或“重整化修正”。

• 换言之：

在自然量子论中，磁矩重新成为物理实在，而非数学象征。

六、结论：假磁矩与真磁矩的分界

✳️ 归纳一句话：在量子场论中，磁矩失去了物理来源与方向性，只保留了算符形式上的符号意义，因此它是 “假磁矩”——一个形式上存在、物理上缺席的量。而在自然量子论中，磁矩重新获得其物理根源——电荷的真实旋转流——从而恢复了实在性。

英文版：

https://faculty.pku.edu.cn/leiyian/en/article/7733/content/2708.htm#article